聚苯腈樹(shù)脂及其納米復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、做為耐熱高分子材料中的一員,聚苯腈具有優(yōu)異的機(jī)械性能和阻燃性能,可廣泛應(yīng)用于航空航天、微電子等領(lǐng)域,開(kāi)發(fā)新型苯腈樹(shù)脂進(jìn)一步提高聚苯腈綜合性能成為研究熱點(diǎn)。
　　納米金剛石(ND)因其良好耐磨性、低摩擦系數(shù)、高硬度、良好的導(dǎo)熱性、優(yōu)異的化學(xué)及熱穩(wěn)定性等諸多優(yōu)異特性。選用納米金剛石制備聚苯腈納米復(fù)合材料,可進(jìn)一步提高聚苯腈的綜合性能。
　　為了提高納米金剛石在基體中的分散性,本實(shí)驗(yàn)對(duì)納米金剛石進(jìn)行了化學(xué)改性。在混合濃酸(H2SO

2、4:HNO3=3:1)中對(duì)ND進(jìn)行酸化改性,并通過(guò)FTIR、TGA等測(cè)試手段對(duì)表面功能化的ND進(jìn)行了分析,結(jié)果表明在ND表面接枝上了羧基基團(tuán),且羧基化納米金剛石ND-COOH其熱性能好于未處理的ND。
　　實(shí)驗(yàn)制備出R-CN型聚苯腈納米復(fù)合材料,并對(duì)其進(jìn)行DMA和TGA分析,得到結(jié)論:納米金剛石改性的聚苯腈性能有所提高,復(fù)合材料在1000℃下氮?dú)庵械臍執(zhí)柯矢哂?3％;430℃之前未發(fā)生明顯的玻璃化轉(zhuǎn)變,且當(dāng)納米金剛石含量為1wt.

3、%時(shí),復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性和熱機(jī)械性能最佳。
　　通過(guò)在4-硝基鄰苯二甲腈(NPN)和萘二酚(2,7-二羥基萘2,7-DHN,1,6-二羥基萘1,6-DHN,1,5-二羥基萘1,5-DHN)合成新型含萘基苯腈單體,并在4,4′-二氨基二苯醚(ODA)參與下通過(guò)兩步法(預(yù)聚和后固化)制備聚苯腈樹(shù)脂。所得產(chǎn)物具有良好的耐熱性能,2,7-BDCN和1,6-BDCN兩種聚合物在氮?dú)夂涂諝庵衅鹗挤纸鉁囟?Tid)均高于488℃,氮?dú)鈼l件下10

4、00℃殘?zhí)柯矢哌_(dá)75%以上;其中1,6-BDCN聚合物具有良好的抗氧化穩(wěn)定性,可在400℃保持長(zhǎng)時(shí)間的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;三種聚合物在470℃以下沒(méi)有發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變,室溫下儲(chǔ)能模量高于3GPa,表現(xiàn)出極好的熱機(jī)械性能。
　　實(shí)驗(yàn)通過(guò)引入芳香醚柔性鏈段改性含萘基單體,制備出六種含萘基低熔點(diǎn)型苯腈單體及其聚合物,并對(duì)其進(jìn)行合成、加工性能、耐熱性、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的測(cè)試。結(jié)果表明:固化加工窗口為125-155℃,改善了原有單體加工性能差的缺點(diǎn);六